影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素
影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素
隨著我國(guó)天然氣工業(yè)的不斷發(fā)展, 天然氣流量計(jì)量既是天然氣供需雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù), 又是生產(chǎn)部門用氣效率的技術(shù)指標(biāo)。天然氣流量的準(zhǔn)確計(jì)量是與供需雙方經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的問(wèn)題, 因此天然氣供需企業(yè)都很重視天然氣計(jì)量工作, 十分注意計(jì)量的準(zhǔn)確度。
20 世紀(jì)初, 標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)就應(yīng)用于天然氣流量測(cè)量, 目前已成為最主要的天然氣流量計(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì), 目前在國(guó)外孔板流量計(jì)約占天然氣流量計(jì)的60% , 而在國(guó)內(nèi)占90% 以上。孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 加工安裝方便, 性能穩(wěn)定可靠, 使用期限長(zhǎng), 價(jià)格低廉等。可以分別由不同廠家生產(chǎn), 易于形成規(guī)模, 經(jīng)濟(jì)效益高, 各部分組合非常靈活, 但是孔板流量計(jì)也存在一些缺點(diǎn), 主要包括輸出信號(hào)為模擬信號(hào), 重復(fù)性不高, 測(cè)量范圍窄, 壓損大, 現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)存在的問(wèn)題, 分析影響測(cè)量準(zhǔn)確度的主要因素, 提出了提高標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的具體措施。
影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置與測(cè)量差壓、溫度及相關(guān)參數(shù)的二次測(cè)量?jī)x表、信號(hào)引線組成標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)組成。正常情況下, 測(cè)量準(zhǔn)確度能滿足SY/ T 6143 .. 1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》標(biāo)準(zhǔn)的要求。在實(shí)際計(jì)量工作中, 影響天然氣流量測(cè)量準(zhǔn)確度有以下幾種因素。
1、天然氣實(shí)際流動(dòng)狀態(tài)對(duì)計(jì)量的影響根據(jù)SY/ T 6143 .. 1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》規(guī)定, 氣流通過(guò)節(jié)流裝置的流動(dòng)必須是保持亞音速穩(wěn)定的或僅隨時(shí)間緩慢變化的單相牛頓流體。在氣流流經(jīng)孔板前, 其流束必須與管道軸線平行, 不得有旋轉(zhuǎn)流, 特別不適用于脈動(dòng)流的流量測(cè)量。但是在現(xiàn)場(chǎng)使用中, 實(shí)際流動(dòng)狀態(tài)根本達(dá)不到這種理想的實(shí)驗(yàn)室的參比條件要求, 由于氣井產(chǎn)水、壓縮機(jī)的增壓、用戶不均勻用氣、輸氣管道中未設(shè)置集液器、聚集在管道低處的天然氣凝液不均勻流動(dòng)、調(diào)壓閥性能不穩(wěn)、閥心彈動(dòng)以及分離器放液閥的開(kāi)關(guān)等干擾因素, 都會(huì)使計(jì)量管道中出現(xiàn)脈動(dòng)流或渦流。從試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn), 在孔板上游40D 的直管段產(chǎn)生渦流, 會(huì)使流量值示值低9%。
2、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置偏離標(biāo)準(zhǔn)的影響
孔板流量計(jì)的流出系數(shù)C 是在上游直管段充分長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)室的參比條件下, 即孔板節(jié)流裝置在滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)下進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定的, 應(yīng)做到幾何尺寸相似和流體力學(xué)相似, 才具有其計(jì)量的特性曲線。當(dāng)孔板前后的直管段長(zhǎng)度、孔板和孔板夾持器未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí), 特別是孔板入口直角尖銳度和測(cè)量管內(nèi)壁粗糙度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí), 都會(huì)引起氣流流態(tài)的畸變而使流出系數(shù)C 值改變, 從而影響流量計(jì)準(zhǔn)確度。據(jù)文獻(xiàn)[ 1] 可知, 對(duì)于小孔徑孔板, 入口邊緣只要有輕微的磨圓就會(huì)引起流量測(cè)量值5% 的負(fù)偏差, 嚴(yán)重磨蝕和中等沾污的孔板也會(huì)引起12% 的負(fù)偏差。
3、流量積算方法不當(dāng)對(duì)計(jì)量的影響
標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置與配置不同的二次測(cè)量?jī)x表構(gòu)成不同的流量積算方法。采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量, 其流量值與天然氣組分、差壓、壓力、溫度等有關(guān)。流量測(cè)量系統(tǒng)未能嚴(yán)格按計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)要求配置相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表, 流量積算時(shí)氣體壓力、溫度和天然氣組分的變化未能得到*補(bǔ)償, 從而造成流量計(jì)準(zhǔn)確度下降。
4、計(jì)量管理對(duì)計(jì)量的影響
由計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和歷年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)表明, 計(jì)量過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)量管理規(guī)程中要求定期維修和檢驗(yàn), 會(huì)造成計(jì)量準(zhǔn)確度下降。如節(jié)流裝置沒(méi)有定期地進(jìn)行檢查清洗, 孔板取壓裝置嚴(yán)重污染, 孔板迎流面污物堆積, 使計(jì)量結(jié)果偏低, 附加誤差無(wú)法估計(jì); 計(jì)量旁路管道閥門內(nèi)漏, 使計(jì)量值偏低; 計(jì)量檢測(cè)器具使用和維護(hù)不當(dāng), 造成測(cè)量參數(shù)的附加誤差等。同時(shí)在流量各參數(shù)的測(cè)量和計(jì)算過(guò)程中有意或無(wú)意地滲進(jìn)了人為因素, 造成不同程度的傾向性計(jì)量, 在校準(zhǔn)、取值和計(jì)算過(guò)程中都向已方有利方面傾斜, 這無(wú)形中擴(kuò)大了流量測(cè)量的不確定度。
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